国外区块链研究热点的文献计量分析

李鸥 林晓晨 王霖 张静 白玲

摘要：区块链从比特币走向全社会，应用范围广泛，发展迅猛。因其分布式数据存储、点对点传输、加密算法等特点，改变当前社会商业模式，从而引发新一轮的技术革新和产业变革。以Web of Science数据库中国外区块链产业相关论文为研究对象，利用可视化工具cite space，绘制可视化知识图谱，展示时间与空间分布特征，探究区块链产业研究热点。参考借鉴国外区块链研究热点，梳理国外区块链发展脉络，进一步深化研究领域，推动区块链从理论研究走向应用研究。

关键词：区块链;研究热点;文献计量;知识图谱;引文分析

中图分类号：G311

本文系2019-2020年度辽宁省科协科技创新智库项目“基于论文及专利分析的辽宁区块链产业研究热点分析”（编号：LNKX2019-2020C21）研究成果之一。项目负责人：曹严。

引言

2008年Satoshi Nakamoto在“metzdowd.com”网站的密码学邮件列表中发表了一篇《Bitcoin： A Peer-to Peer Electronic Cash System》论文中首次提出区块链源自比特币技术，正式将区块链技术以数字货币的方式带到人们面前。区块链无疑是后互联网时代最具颠覆性的技术之一，它作为一种底层技术深度影响和改变传统行业的运行模式、运作逻辑。

目前，国外许多学者关注区块链研究，Christidis Konstantinos和Devetsikiotis Michael^[1]探讨了区块链与物联网的结合方式以及在物联网环境中部署区块链应考虑的问题;Khan Minhaj Ahmad和Salah Khaled^[2]研究了比特币基础技术的区块链如何解决许多物联网关键安全问题;Nurzhan Zhumabekuly Aitzhan和Davor Svetinovic^[3]进行案例研究，分析了分布式智能电网能源交易中的区块链技术。最近几年区块链俨然上升到国家层面，从国家策略角度积极探索和推进区块链技术和应用。以美国、英国、俄罗斯、澳大利亚、日本为代表的国家，在区块链的领域，设置了国家的区块链战略，提出了区块链发展的路线图。2016年1月，英国政府发布区块链专题研究报告，积极推行区块链在金融和政府事务中的应用^[4];德国于2019年10月28日提出了德国区块链国家战略。

1.数据来源及研究方法

1.1数据来源

Web of Science是美国汤森路透公司基于WEB开发的产品，是大型综合性、多学科、核心期刊引文索引数据库，以Web of Knowledge作为检索平台，收录齐全，功能不可替代。

在Web of science 数据库（除DII外）中以blockchain为主题词，并以“chain of blocks”為补充主题词，于2020年4月进行高级检索，时间跨度不限制，共检索到9377篇文献，通过人工去除杂质，最后得到9184篇关于区块链产业的国外论文文献，以此为研究对象，并使用可视化的工具绘制知识图谱，进行发文特征、研究热点、国家/地区、机构、作者、引文等多角度多维度分析，展现了国外区块链研究的时间与空间特征、研究热点，并追踪最前沿、最热点的研究问题。

1.2研究方法

文献计量是运用统计学方法，研究科学文献增长和分布的一种分析方法。通过文献计量可以确定某一作家的影响，或者研究两个及以上作家研究成果之间的区别，同时也可作为同行评价的一个有力支撑工具^[5]。

知识图谱是显示科学知识发展进程与结构关系的一种图形^[6]。通过可视化技术，应用数学、图形学、信息科学，结合文献计量、引文分析等方法，描述知识资源，挖掘、分析、构建、绘制和显示知识资源的核心结构、发展历史、前沿领域以及他们之间的相互关系。

2.国外区块链研究发展趋势

2.1发文特征

图1是Web of science数据库（除DII外）中有关国外区块链研究方面的学术论文在时间上的分布特征。发文量分布图走势也与区块链技术的发展进程相同。不难看出，国外区块链技术出现的时间较短，但在短短几年内，增长速度是呈几何式激增。2017年比2016年翻了五倍，2018、2019年的发文量占比分别为31.01%和49.53%。这也在一定程度上反映出区块链技术正是一个发展新兴领域。

2.2热点主题

国外区块链产业的主要研究热点中，有三分之二的论文探讨了计算机科学，其他还主要集中在商业金融领域、工程、电信领域，排名前十位的热点主题还有通讯、政府法律、能源燃料、数学、保健科学服务、数学计算生物学领域。这一结论也正印证了目前区块链在各个领域中都有所应用，应用范围广泛。

3.国外区块链研究的空间分布

3.1国家/地区

从图2中可以看出，中国依然是区块链产业论文发表最活跃的地方，统计得出发文量居于世界前十位的国家/地区，国外区块链产业研究的国家/地区分布主要有中国（1992篇），美国（1840篇），英国（658），印度（567篇），澳大利亚（526篇），德国（470篇），加拿大（421篇），意大利（407篇），韩国（390篇），法国（370篇）。其中世界排名前十位的国家/地区发文量占总发文量的65.02%。值得一提的是，中国的区块链研究日趋国际化。

3.2机构分析

图3是前十位的研究机构排名，北京邮电大学的研究力量最大，发文量有88篇，在区块链领域做了大量工作，研究实力较强，也有比较强的国际影响力。中国共有七所研究机构排名进入前十位，除北京邮电大学以外，还有两所中科院（71篇）、电子科技大学（63）、北京航空航天大学（45）、西安电子科技大学（45）、香港理工大学（43）和清华大学（43）。新加坡、澳大利亚和美国分别由一所研究机构入选，德克萨斯大学（52篇）;澳大利亚研究机构，英联邦科学和工业研究组织（50篇）;新加坡南洋理工大学入选国外区块链产业研究机构世界排名前十位的第四名，发表该领域52篇论文。从研究机构的类型可以看出八所高校，2所科研机构，高校依然是科研的中坚力量。

3.3作者分析

研究者及其关系网是研究的一个重要领域，可以发现区块链领域内活跃学者和重要研究力量。发表论文居前5的分别是Zhang Yun（50篇），安徽师范大学;Niyato Dusit（42篇），南洋理工大学; KimKwang RaymondChoo（33篇），德克萨斯州大学安东尼奥分校;Wang Xianzhi（28篇），悉尼科技大学;Salah Khaled（27篇），阿联酋哈利法大学;Wang Yu（27篇），天普大学;Wang Feiyue（26篇），中国科学院;Li Jie（26篇），广东省能有集团有限公司;Liu Yinqiu（26篇），南京邮电大学;Du Xiaojiang（25篇），天普大学。

4.国外区块链研究热点的文献引文分析

自19世纪形成正式的引文制度以来^[7]，引文成为一篇论文的重要组成部分，是利用统计分析对引证关系进行定量和定性的分析与探索，可以直接刻画和显示科学论文之间的网络关系。引文分析是文献共被引及其耦合分析的基础，共被引网络演化图谱可以反映文献间存在的共被引关系，对现有成果的知识基础进行研究，因此通过对关键节点的研究和分析可以挖掘出知识图谱所表征的核心信息^[8]。对国外区块链产业相关论文进行引文分析，找出内在规律，测定影响和重要性。对其检索出的9184篇国外区块链领域论文的引文进行统计分析，共计总被引频次为28073次，每项平均引用次数3.06次。图5是被引频次随时间推移的篇数分布情况，平均引用次数为4010.43/年。

表1是Web of Science中关于国外区块链领域研究被引量最高的前5篇热点文献，可以让研究人员更好、更快地了解国外区块链领域的研究基础内涵，排名顺序是按照被引频次从高到低排序。被引频次排名第一的《Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things》也是使用频次最多的一篇论文。被引频次排名第二的《Decentralizing Privacy： Using Blockchain to Protect Personal Data》使用频次上排名第六。被引频次排名第四的《Bitcoin and Beyond： A Technical Survey on Decentralized Digital Currencies》使用频次上排名第五。被引频次排名第五的《Where Is Current Research on Blockchain Technology？-A Systematic Review》使用频次上排名第二。

描述了一种分散式个人数据管理系统，将区块链转变为不需要第三方信任的自动访问控制管理器，讨论了区块链未来可能的扩展，利用它们成为社会中可信赖的计算问题的全面解决方案进行系统的制图研究，收集有关区块链技术的研究，从技术角度了解有关区块链技术的当前研究主题、挑战和未来方向

5.结论

区块链技术出现的时间还比较短，区块链行业还处于快速发展的早期，从论文研究时间可以看出，国外区块链始于2013年，在2018、2019年翻倍增长，也说明它前方的道路还有很长。无论从应用、还是基础理论、亦或是技术研究来说，大多处于探索起步阶段。并与中美地区特别流行，无论是作者还是研究机构大多集中在中美地区，高产出作者和机构是科研的中坚力量。区块链技术是新兴技术产业，需要及时深入了解各国研究成果，掌握该领域的关键技术和未来发展方向，并为研究者寻找合作、发现竞争对手、注意行业动态等提供参照。本文是對目前国外区块链研究领域成果的一个梳理、总结、剖析。缺少理论研究势必不利于长远发展，希望本文能为未来研究提供思考和启示。时代在变，科技更以惊人的速度在变，未来的区块链产业，将会是一个充满竞争的平台，在区块链疯狂发展之后，唯有监管、规范，才可以更加健康，持久的发展下去。

参考文献

1. Christidis Konstantinos，Devetsikiotis Michael. Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things[J].IEEE Access，2016，4：2292-2303.
2. Khan Minhaj Ahmad，Salah Khaled.IoT security： Review， blockchain solutions， and open challenges[J].Future generations computer systems：FGCS，2018，82：395-411.
3. Nurzhan Zhumabekuly Aitzhan，Davor Svetinovic.Security and Privacy in Decentralized Energy Trading Through Multi-Signatures， Blockchain and Anonymous Messaging Streams[J].IEEE transactions on dependable and secure computing，2018，15（5）：840-852.
4. 袁勇，王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报，2016，42（4）：481：494.
5. 郭宇，王晰巍，贺伟等.基于文献计量和知识图谱可视化方法的国内外低碳技术发展动态研究[J].情报科学，2015，4：139-148.
6. Chen C， Chen Y， Horowitz M， et al. Towards an explanatory and computational theory of scientific discovery [J]. Journal of Informetrics， 2009， 3（3）： 191-209.
7. 杨思洛;韩瑞珍.引文分析研究的分布、热点及前沿[J].2011，043（004）：47-56.
8. 李杰，陈超美.CiteSpace：科技文本挖掘及可视化[M].北京：首都经济贸易大学出版社，2016.
9. GuyZyskind ;OzNathan; Alex 'Sandy'Pentland.Decentralizing Privacy： Using Blockchain to Protect Personal Data[J].2015 IEEE SECURITY AND PRIVACY WORKSHOPS（SPW），2015，27：180-184.
10. AhmedKosba; AndrewMiller;Elaine Shi;ea al.Hawk： The Blockchain Model of Cryptography and Privacy-Preserving Smart Contracts[J].IEEE Symposium on Security and Privacy（SP），2016，55
11. TschorschFlorian; ScheuermannBjoern.Bitcoin and Beyond： A Technical Survey on Decentralized Digital Currencies[J].IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS AND TUTORIALS，2016，18（3）：2084-2123.
12. Yli-HuumoJesse;KoDeokyoon; ChoiSujin;et al.Where Is Current Research on Blockchain Technology？-A Systematic Review[J].PLOS ONE，2016，10：27